电动汽车电池组的打包及电压选定

电动汽车动力电池经历了铅酸电池、镍镉、镍氢电池、锰酸锂电池各个阶段。现在国内外一致认为,磷酸亚铁锂电池将成为电动汽车的主要电池类型。持续地对磷酸铁锂电池正负极材料的研究,以及不断地改革生产工艺,会使磷酸铁锂电池的能量密度增高,安全性更好。

动力锂电池在电动汽车上作为动力源使用,具有容量高、电压高、串数多的基本特性,电池串间电压不平衡也成了影响电池特性的主要问题之一。如何对动力电池进行打包分级及单体管理与群体管理,如何使产自不同厂家的锂电包具有一致性、通用性、互换性,如约定俗成一个通行的标准规格,成为结束目前电池厂家自成体系、规格五花八门的群雄局面的关键。

1.电池单体:圆柱式单体打包占空多,组合不宜,可以视为一种过时的单体规格,大多数厂家选择软包单体,容量通常为10AH20AH50AH数种,建议对软包尺寸进行规范约定,最好厚、宽、长能满足黄金分割比例。(如10AH单体,可以才用8mm×13mm×21mm62.mm×10.0mm×16.2mm

2.单体并联扩容成单串

电池容量不易太杂,建议按40AH60AH100AH200AH400AH600AH等数种并联单体成串,并联后的电池串,似乎应采用铝套分装,从而达到坚固、量轻、散热、易打包的目的。(奇瑞S18电动汽车容量即为40AH

 

分节打包成电池单体

为便于BMS管理,方便故障快速查找,实施电池快速更换维修,必须对电池进行分节打包。类比铅酸电池单体6V12V24V的规格,对单体电压为3.2V的磷酸铁锂电池,现在主要打包分节有4串打包(相当于12V电池包)、8串打包(相当于24V电池包)、16串打包(相当于48V电池包),除此之外,还有12串打包、20串打包等,但非主流,可不予考虑,电池包应成为使用流程中的最小独立电池单元,其封装应用耐高温、耐腐蚀、抗冲击的工程塑料,电极连接方式应便于各种方式组合连接,尤其是电池包必须与充电均衡模块复合打包,使之与BMS分工明确:BMS管理至各电池包,电池包内各串间的均衡问题由均衡模块自行管理,电池包与BMS可以建立通讯协议通道。这样繁杂不堪,而又没有执行功能的电池管理系统就可以大大的简化。

 

电动汽车电池组电压选择

目前各汽车厂研发的电动汽车电池组电压林林总总,为增加通用性,必须对电池组电压选择进行引导或规定,基于工业设计通理以及我国电池4816串打包的特点,同时考虑兼顾电压电流两个方面(电流过大则控制不易,电压过高则管理不易),并同时考虑电子器件的耐压等级要求,(以1000Vdc为耐压上限,则电池电压不得超过330V),建议选择96串电池组作为电动汽车动力电池,它同时可以被4串、8串、16串整除,也就是说可以用12V电池包,24V电池包或48V电池包串联组合,当然,100串、104串也可以作为选择,但电池包组合多样性较差。

综上所述,可以归纳为:

1.电池按40AH60AH100AH容量并拼成单串

(电动私家车)

200AH400AH600AH容量并拼成单串

(电动中巴、电动大巴)

2.  电池单串按4串、8串、16串打包成电池包。

3.  电池包进行串联拼合成96串—104串电池组为电动汽车供电。

4.  电池包通用可互换,充电机、控制器可通用互换,BMS可通用互换,这对于电动汽车产业化是极为重要的。

                                             广州市君盘实业有限公司董事长徐成宪

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